ผลักดันฮับเบิล

ผลักดันฮับเบิล

จนถึงตอนนี้ นักดาราศาสตร์ได้ใช้เทคนิคการเคลื่อนตัวกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเป็นหลัก เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เพื่อตรวจสอบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 50 ดวง ซึ่งส่วนใหญ่มีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูน ( SN: 11/15/14, p . 4 ) ). บรรยากาศที่พองตัวของดาวเคราะห์ยักษ์จะตรวจจับได้ง่ายกว่าบรรยากาศที่ค่อนข้างบางของโลกหินขนาดเล็ก เมื่อเครื่องมือได้รับการปรับปรุง นักวิจัยได้เริ่มตรวจสอบซุปเปอร์เอิร์ธ ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าดาวเนปจูนแต่ใหญ่กว่าของเรา แม้ว่าจะไม่มีดาวเคราะห์ดังกล่าวอยู่ในระบบสุริยะของเรา แต่ดูเหมือนว่าจะเป็นประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดในดาราจักร

มีเพียงสามซุปเปอร์เอิร์ธเท่านั้นที่อยู่ภายใต้การพิจารณาของกล้องโทรทรรศน์: 

GJ 1214b, HD 97658b และ 55 Cancri e โลกเหล่านี้ไม่เหมือนโลก สองดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์สีแดงสลัว ทั้งหมดโคจรรอบดาวฤกษ์ภายในเวลาไม่กี่วัน (หรือหลายชั่วโมง) และไม่มีใครอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ ซึ่งเป็นบริเวณรอบดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิของดาวเคราะห์พอๆ กับน้ำที่เป็นของเหลว ในช่วงGJ 1214bและ HD 97658b นักดาราศาสตร์ไม่พบสัญญาณของโมเลกุลที่ดูดซับแสงดาว นักวิจัยชั้นนำสรุปได้ว่าโลกทั้งสองถูกปกคลุมไปด้วยเมฆหรือหมอกควัน ( SN Online: 1/2/14 )

ในเดือนกุมภาพันธ์ นักวิจัยรายงานสัญญาณของไฮโดรเจนไซยาไนด์บน 55 Cancri e. หากได้รับการยืนยัน มันจะเป็นการตรวจจับโมเลกุลใดๆ ในชั้นบรรยากาศของซุปเปอร์เอิร์ธเป็นครั้งแรก Heather Knutsonนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Caltech เตือนว่า “การวัดเหล่านี้เป็นการวัดที่ท้าทายอย่างยิ่ง ในขีดจำกัดความสามารถ [ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล] “เรายังคงเรียนรู้เกี่ยวกับประสิทธิภาพของกล้องโทรทรรศน์ในระดับความแม่นยำนี้”

นักดาราศาสตร์จะพยายามบีบข้อมูลเพิ่มเติมจากโลกที่คล้ายคลึงกันอย่างไม่ต้องสงสัย แต่เควิน ฟรานซ์นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์กล่าวว่า “เราได้ผลักดันฮับเบิลไปให้ไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้” และฮับเบิลจะไม่อยู่ตลอดไป ( SN: 4/18/15, p. 18 ) นักวิจัยกำลังมองหากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ซึ่งเป็นผู้สืบทอดตำแหน่งของฮับเบิล เจมส์ เวบบ์ “กำลังจะปฏิวัติวงการดาราศาสตร์” โจนาธาน ลูนีนนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์กล่าว หอดูดาวอินฟราเรดมีกระจกกว้าง 2.7 เท่าของฮับเบิล เจมส์ เวบบ์จะค้นหาดาวฤกษ์รุ่นแรก ติดตามว่าดาราจักรเติบโตอย่างไร และเกี่ยวข้องกับการค้นหาชีวิต ซึ่งเกี่ยวข้องกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์มากที่สุด

การวิเคราะห์ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าดาวเนปจูนและดาวพฤหัสบดีน่าจะเป็นเรื่องง่ายสำหรับ James Webb ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เหล่านี้กันแสงได้มากพอที่จะทำให้การผ่านหน้าสามารถตรวจจับได้ง่าย และชั้นบรรยากาศที่เป็นปุยก็วัดได้ง่ายกว่า ซุปเปอร์เอิร์ธซึ่งมีขนาดเล็กกว่าและมีชั้นบรรยากาศบางนั้นท้าทายกว่า แต่เจมส์ เวบบ์น่าจะสามารถตรวจสอบได้บางส่วน แม้ว่าแบบจำลองของโลกจะเกินความสามารถของเจมส์ เวบบ์ แต่ก็ยังมีหอดูดาวอีกมากมายที่ต้องทำ Lunine กล่าวว่า “แม้ว่าเราจะไม่สามารถหาลายเซ็นชีวภาพบนดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าโลกได้ แต่เราก็จะค้นพบสิ่งต่างๆ มากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของดาวเคราะห์นอกระบบ “มันจะเปิดประตูจำนวนมาก”

ปัญหาเกี่ยวกับโลกที่เหมือนโลกคือมันไม่ได้ผ่านบ่อย 

และทั้งดาวเคราะห์และชั้นบรรยากาศของมันมีขนาดเล็ก เป็นปัญหาแบบเดียวกับที่กลุ่มเอเลี่ยนจะประสบในการพยายามตรวจจับเรา เมื่อมองจากระยะไกล โลกปิดกั้นแสงน้อยกว่า 0.01 เปอร์เซ็นต์ของดวงอาทิตย์ และเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นผลมาจากชั้นบรรยากาศ สำหรับนักดาราศาสตร์มนุษย์ต่างดาว โลกข้ามดวงอาทิตย์ปีละครั้ง อย่างมากที่สุด 13 ชั่วโมง และนั่นก็ถือว่ามนุษย์ต่างดาวอาศัยอยู่ในส่วนด้านขวาของดาราจักรเพื่อชมการเคลื่อนตัวของโลก กล้องโทรทรรศน์ที่ดำเนินการโดยประชากรส่วนใหญ่ของทางช้างเผือกจะไม่อยู่ในแนวเดียวกับดวงอาทิตย์และโลก

โฟกัสที่ดาวแคระ M โอกาสในการค้นพบชีวิตดีขึ้นหากนักดาราศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่ดาวแคระ M ซึ่งประกอบเป็นดาวฤกษ์ประมาณสามในสี่ในดาราจักร ลูกกลมสีแดงสลัวนั้นมีขนาดเล็ก ดังนั้นดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่านปิดกั้นแสงของดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใหญ่ ทำให้ตรวจจับการผ่านหน้าได้ง่ายขึ้น โลกที่น่าอยู่อาศัยยังเดินทางบ่อยขึ้น เพื่อรักษาน้ำที่เป็นของเหลว ดาวเคราะห์ต้องเบียดเสียดใกล้กับดาวเย็นดวงใดดวงหนึ่งเหล่านี้เพื่อให้ร่างกายอบอุ่น วงโคจรในเขตเอื้ออาศัยของดาวแคระ M นั้นสั้นกว่าการเดินทางรอบดวงอาทิตย์มาก แทนที่จะรอเป็นเวลาหนึ่งปีระหว่างการเคลื่อนผ่าน นักดาราศาสตร์อาจต้องรอเพียงไม่กี่สัปดาห์หรือหลายเดือน นอกจากนี้ ดาวเคราะห์ในวงโคจรที่อุ่นสบายจะให้อภัยมากกว่าเมื่อต้องรับรูปทรงเรขาคณิตในการดูเพื่อให้เห็นการเคลื่อนตัว

ดาวแคระ M มีข้อเสียที่เป็นไปได้ แสงส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมานั้นเป็นแสงอินฟราเรด ดังนั้นการสังเคราะห์แสงบนดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่จะแตกต่างกันมากเมื่อเทียบกับการสังเคราะห์แสงบนโลก ไม่มีการรับประกันว่าลักษณะทางชีวภาพจากพืชพันธุ์ที่เจริญเติบโตด้วยแสงอินฟราเรดจะมีลักษณะเหมือนกับสิ่งที่มาจากพันธุ์ในท้องถิ่น ดาวแคระ M จำนวนมากยังปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นระยะๆ ด้วย การระเบิดทำให้เกิดอันตรายมากยิ่งขึ้นเนื่องจากดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้ตั้งอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ อันที่จริง โลกที่น่าอยู่อาศัยต้องอยู่ใกล้กันมากเสียจนแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์อาจทำให้ดาวเคราะห์ไม่สามารถหมุนได้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความแตกต่างของสภาพอากาศที่รุนแรงระหว่างกลางวันและกลางคืน การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ระบุว่าไม่มีปัญหาใด ๆ เหล่านี้ที่จำเป็นต้องเป็นผู้ทำลายข้อตกลง ( SN: 2/7/15, p. 7). “ไม่มีเหตุผลใดที่ดาวเคราะห์รอบดาว M จะไม่สามารถเป็นเหมือนโลกได้” Lisa Kalteneggerนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Cornell กล่าว